淺談家用醫(yī)療器械及其模塊化設(shè)計

趙德明 湯文成

摘要：越來越多的老百姓開始接受家用醫(yī)療器械，在家用醫(yī)療行業(yè)中，用戶除了對產(chǎn)品健康、安全的基本需求之外，越來越重視產(chǎn)品個性化和多樣化。家用醫(yī)療器械用戶需求的多樣性和多變性導(dǎo)致家用醫(yī)療產(chǎn)品生命周期短、功能多樣化。如何適應(yīng)當(dāng)前市場環(huán)境，模塊化設(shè)計思想的應(yīng)用是一種解決之道。本文介紹了家用醫(yī)療器械的分類及其市場大規(guī)模發(fā)展?fàn)顩r和趨勢，又在此基礎(chǔ)上說明了家用醫(yī)療器械模塊化設(shè)計與傳統(tǒng)機械產(chǎn)品模塊化設(shè)計的區(qū)別，引進(jìn)了“自上而下”模塊化設(shè)計的概念和設(shè)計流程。

關(guān)鍵詞：模塊化設(shè)計;家用醫(yī)療器械;模塊化策略

中圖分類號：TB472文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編碼：1672-7053（2018）05-0026-02

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步、經(jīng)濟水平的發(fā)展，以及老百姓健康理念的不斷進(jìn)步，人們的消費范圍也逐漸傾向于大健康產(chǎn)業(yè)。醫(yī)療產(chǎn)品在其中也扮演著越來越重要的角色，而且部分醫(yī)療器械能被廣大人民群眾所使用，與此同時，家用醫(yī)療器械逐漸得到應(yīng)用，并且發(fā)揮著重要的作用，相信在未來家用醫(yī)療器械會有更好的發(fā)展前景。

市場需求多樣性和多變性導(dǎo)致家用醫(yī)療器械產(chǎn)品生命周期短、功能多樣化。作為標(biāo)準(zhǔn)化的新形式，模塊化被視為實現(xiàn)產(chǎn)品多樣化的主要途徑^[2]。家用醫(yī)療器械如何適應(yīng)當(dāng)前環(huán)境，模塊化設(shè)計思想開始引起越來越多的醫(yī)療器械企業(yè)的關(guān)注。

1 關(guān)于家用醫(yī)療器械

1.1 家用醫(yī)療器械的分類

家用醫(yī)療器械根據(jù)功能可以劃分為多種不同的器械，孫佑元^[1]認(rèn)為，主要的醫(yī)療器械包括下面幾種：治療儀類、檢測類、保健類和康復(fù)類等4大類。具體如下：

1）家用治療類器械主要是針對一些慢性疾病， 通過治療類器械進(jìn)行一些輔助治療，從而有效的改善患者的身體狀況，該類器械是當(dāng)前使用最廣泛、治療效果最好的醫(yī)療器械，而且價格合理，受到廣大人民群眾的青睞。

2）家用電子監(jiān)測類醫(yī)療器械主要用是對人體的各項特征指標(biāo)進(jìn)行監(jiān)測，通過監(jiān)測類醫(yī)療器械用戶可以隨時掌握自身的身體狀況，從而及時的采取預(yù)防措施，避免病情加劇。一般來說，檢測類醫(yī)療器械主要有電子血糖儀、血壓計、脂肪儀等等。

3）家用養(yǎng)生保健類醫(yī)療器械是著重改善用戶生活質(zhì)量，包括凈化空氣、改善室內(nèi)空氣濕度等等，如今已經(jīng)有很多人使用該類醫(yī)療器械。

4）家用護(hù)理康復(fù)器械是比較專業(yè)的，而且其功能也比較復(fù)雜，效果更好，護(hù)理康復(fù)器械對有老年人的家庭有很大的幫助，該類器械包括睡眠儀、制氧機等等，可以有效的提高老年人的生活質(zhì)量，除此之外，該類器械對一些慢性疾病患者的生活質(zhì)量也有很大的改善。

1.2家用醫(yī)療行業(yè)迅速發(fā)展，市場規(guī)模可觀

從全球市場來看，2011美國著名雜志《財富》就將家用醫(yī)療器械列為未來發(fā)展最快的行業(yè)之一，由此可見，西方發(fā)達(dá)國家對家用醫(yī)療器械的重視程度是相當(dāng)高的。隨后近十年翻天腹地的發(fā)展，家用醫(yī)療行業(yè)在我國也逐漸壯大。我國在2016年發(fā)布了中國醫(yī)療器械行業(yè)發(fā)展的相關(guān)文件，而且相關(guān)數(shù)據(jù)調(diào)查顯示，2016年我國醫(yī)療器械市場總規(guī)模達(dá)到了3700億元，相比2015年增長了20個百分點，其中家用醫(yī)療器械約占總規(guī)模的三分之一。由此可見，我國醫(yī)療器械行業(yè)在近年來也得到了快速的發(fā)展，醫(yī)療器械產(chǎn)品走入家庭是必然結(jié)果，家用醫(yī)療器械行業(yè)存在很大的市場潛力。

2關(guān)于家用醫(yī)疔器械

2.1傳統(tǒng)模塊化設(shè)計思想的誕生

第一次工業(yè)革命后，產(chǎn)品加工出現(xiàn)系列化、標(biāo)準(zhǔn)化，零部件開始具有互換性、通用化的特點。傳統(tǒng)的機械產(chǎn)品可以將實體結(jié)構(gòu)視為結(jié)構(gòu)模塊，而模塊化設(shè)計方法將產(chǎn)品某種功能的實現(xiàn)視為整體結(jié)構(gòu)模塊，通過各個結(jié)構(gòu)模塊的選擇和組合來構(gòu)成不同的產(chǎn)品以滿足不同需求^[3]。傳統(tǒng)的模塊化設(shè)計方法是自底向上的，對于功能較為明確且穩(wěn)定的產(chǎn)品，其結(jié)構(gòu)模塊劃分比較容易。

家用醫(yī)療器械不僅在一定程度上具備醫(yī)療器械的特點，還具備著諸多家用電器的特點和屬性，其不僅有著豐富的功能，而且產(chǎn)品種類多種多樣，并且廠家對相關(guān)器械軟件的更新及時，這對當(dāng)今家庭來說是有很大的吸引力的。除此之外，傳統(tǒng)的模塊化設(shè)計方法在對此類產(chǎn)品進(jìn)行結(jié)構(gòu)分解和通用化時難度相當(dāng)大，極易受現(xiàn)有產(chǎn)品的約束，無法滿足產(chǎn)品需求的多樣性。

因此，家用醫(yī)療器械，尤其是功能復(fù)雜多樣的護(hù)理康復(fù)類產(chǎn)品，比如家用呼吸機，應(yīng)采用自上而下方式，以全新開發(fā)的視角進(jìn)行模塊化設(shè)計。

2.2“自上而下”模塊化設(shè)計策略

2.2.1概念

1）模塊^[2]是一個獨立單元，是組成模塊化結(jié)構(gòu)的基本單元，它具備下面幾個特點：模塊功能是相互獨立的;可以與其它模塊相互組合從而實現(xiàn)特定的功能和用途;模塊具有標(biāo)準(zhǔn)化的結(jié)構(gòu)。

2）接口是用來對接交互相關(guān)聯(lián)的模塊或模塊實體的，分為幾何接口和性能接口，接口具有標(biāo)準(zhǔn)化、兼容性和可升級性。

3）模塊化的策略將模塊劃分成為三大類模塊：通用化模塊、客制化模塊和技術(shù)進(jìn)化模塊。通用化模塊因其大量通用，可外包或者協(xié)同開發(fā)。客制化模塊用以滿足市場多樣化需求，采用客制化設(shè)計方法;技術(shù)進(jìn)化模塊采用新技術(shù)提升產(chǎn)品性能和質(zhì)量。

模塊化策略中進(jìn)行模塊劃分時值得注意的是，模塊劃分是基于對產(chǎn)品功能的分解來進(jìn)行的，模塊功能分解的層次存在多與少的區(qū)別，不同的設(shè)計師對產(chǎn)品系統(tǒng)功能和模塊功能的把握不一樣，因此同樣一個模塊在不同設(shè)計師心中的權(quán)重不同，這也跟設(shè)計師對該產(chǎn)品一些核心技術(shù)的深入了解程度有關(guān)。這樣就造成有的特定功能的模塊被劃分為最底層的模塊，有的還會被繼續(xù)劃分。—方面，功能模塊的劃分過于細(xì)，就導(dǎo)致衍生出來的模塊劃分粒度過于小，模塊數(shù)量較多，給之后的模塊整合時接口的兼容性能的設(shè)計帶來很大難度;另一方面，功能模塊的劃分等級過少、系統(tǒng)功能分解粒度過于粗糙，導(dǎo)致模塊劃分粒度太大，對于該模塊之后的組合變換的柔度就大打折扣了，可能無法滿足該部分模塊功能多樣性變化的需求，進(jìn)而影響到產(chǎn)品整個系統(tǒng)功能多樣性需求的設(shè)計。